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单片机课程设计选题

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2020年4月19日
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单片机原理与接口技术课程设计题目
以下题目任选其一，1-2人一组，自由组合，组内各人必须有明确的分工，原则上同一组最多一个同学得优。
可使用任何单片机或ARM，1-4要求自己设计全部硬件和焊接电路板，5-10题可用现成的单片机开发板，5-6题亦可用proteus仿真。自拟题的根据题目难度由指导老师决定能否用现成的单片机开发板。
一、PC机看门狗(每班最多6人选此题，难度系数：低)
功能：当PC机死机时能自动使其重新启动。
硬件：可使用串口或USB与PC机通讯。
软件：PC机上软件编程可选用任何一种面向对象开发软件，如VC，Delphi等。
实现原理：PC机正常时，每隔一段时间经过串口向单片机发送一些固定的数据，单片机如果收到此数据，说明PC机正常，如果超时未收到，则控制PC机重新启动。
二、电子琴设计(每班最多6人选此题，难度系数：中)
使用4×4行列式键盘和蜂鸣器实现电子琴的功能。键盘符号定义如下：
1
2
3
4
5
6
7

L
H

按下1-7，实验箱上的蜂鸣器发出对应的音调（中音），当同时按下L和1-7时是，蜂鸣器发出低音，同时按下H和1-7时，蜂鸣器发高音。只要按键没松开，蜂鸣器一直发声，直到松开按键。
按键
L +1234567
1234567
H +1234567
音符
低
中
高
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
4
5
6
7
频率
262
294
330
349
392
440
494
523
558
660
698
784
880
988
1046
1175
1318
1397
1568
1760
1976
扩展功能：在彩屏LCD上显示电子琴图片，用触摸屏控制发音，就像真正弹电子琴一样。
三、自行车测速仪 (难度系数：中偏高)
基本功能：能实时显示自行车的行驶速度
附加功能：实时时钟，行驶里程累计
要求具备一定的实用价值，即要考虑如下问题（也是答辩时的考察和评分指标）：
1、 体积要做到尽量小
2、 为了省电，要使用低电压工作的单片机，比如使用2.0-3.3V工作电压的单片机
3、 供电采用可充电的聚合物锂电池（普通手机电池），一次充电后的使用时间最少12小时
4、 最好能直接用单车轮子的旋转为电池充电（选做）。
四、计算器设计
1、 使用4×4行列式键盘和1602液晶（其它液晶亦可）或数码管，实现普通十进制计算器的功能，键盘符号定义如下：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
C
=
+
-
*
/
2、 “C”表示退格，即删除键，按一次删除键删掉显示的最后一个数字或运算符。
3、 如果是用LCD，LCD的第一行显示运算式，第二行显示运算结果。比如要计算12+34，在键盘上按下相应键后，LCD的第一行显示“12+34”，按下“=”号后，LCD的第二行显示“=46”。
4、 如果用数码管，至少用6位的数码管，按“=”前显示输入的数字和运算符，按“=”后显示运算结果。
5、 其它功能参考普通计算器。
6、 基本功能：四则运算、退格功能，按“=”号后再按数字时自动清除之前的输入和计算结果，重新开始下一次新的计算过程。
7、 扩展功能：负数、小数运算。复合运算。连续运算。2进制、8进制运算。触摸功能：直接在LCD上显示一个计算器，用触摸屏操作。
8、 必须考虑不正常输入的情况，答辩时会测试是否能处理各种不正常输入。
五、PC机控制的计算器设计（每班最多6人选此题，难度：中偏高）
计算器要实现的功能同第四题。与第四题不同的是：
1、计算器的输入不使用单片机板上的键盘，而是用PC机的键盘输入，PC机将铵键经过串口发给单片机，并在单片机的LCD上显示。
2、在LCD上开光标显示并闪烁，可将光标退回去修改输入的计算式，经过PC机的左右箭头键将光标移到要修改的位置，再按下数字或操作符号可替换光标所在位置的字符。
3、按退格键删除光标前面一个位置的字符，按del键删除光标所在位置的字符。
3、任何时候按“=”键开始计算结果，按了“=”之后还能够将光标退回到计算式上修改计算式。再按“=”则重新计算新的结果。
此题可用现成的单片机开发板，亦可用proteus仿真。
六、单片机用普通IO口实现串口通信 (每班最多6人选此题，难度系数：中)
在理解单片机异步串口通信的基础上，不使用单片机的串口模块，用普通的IO口实现与PC机的串口通信的功能，要求实现的基本参数：波特率1200、数据位8位、无奇偶校验、停止位1位。
其它功能：有关参数能方便地修改。
此题主要锻炼编程能力，因此能够用Proteus仿真或现成的单片机开发板做。
七、基于三轴加速度传感器的新型鼠标（难度系数：高）
利用三轴加速度传感器实现鼠标的四个方向的移动光标的功能。有两种方案能够选择：一种是设计一种USB接口连接电脑，只要按USB鼠标的协议收发数据，则PC机上不需另外做驱动；第二种方案是用串口连接电脑，但PC机上需要设计驱动程序，能够采用API函数的控制鼠标移动，可参考下面网址或百度搜索相关资料。

注：此题可用现成的单片机开发板，另加上自己的三轴加速度传感器来做，即传感器模块的硬件需要自己设计，单片机部分可用现成的开发板。
八、智能学习型红外遥控器（难度系数：中偏高）
可学习其它遥控器的按键功能，替换原遥控器各按键的遥控功能。
功能参考淘宝上产品：

注：此题可用现成的单片机开发板，如果开发板上没有红外的收和发模块，则需另加上红外的收发模块。
对物联网感兴趣的同学，可做这个题目，以后再加上zigbee模块就成为物联网家居里面的一个应用。
九、Zigbee无线台灯设计
利用CC2530单片机无线收发数据，实现对台灯的控制。
单片机板上1个按键，按1次开台灯，快速按2次则关台灯。控制台灯需要另加继电器，这些控制电路需要自己设计。
对物联网家居感兴趣的同学，可做这个题目。CC2530就是一个增强型的51单片机，学习起来并不复杂。
十、电梯模型（难度系数：高）
设计一个五层楼的电梯模型，每层楼的电梯口2个指示灯(指明电梯运行方向是上或下)，2个按键（上、下）；电梯轿厢内7个灯及7个按键（1-5楼目标楼层选择各一个，开、关门各一个）。
可用现成的单片机开发板，其它模块自做。
十一、自拟题
鼓励大家自拟题目，但需指导老师的同意。欢迎大家选择智能家居和物联网有关的题目。

选题必须在课程设计开始的第二天中午前确定好，班长统计好各人的题目后，将汇总表发到邮箱:
格式：
课程设计题目
学号
姓名
课程设计题目
学号
姓名
计算器

张三
智能学习型红外遥控器

张*

李四

李*
计算器

王五

黄六

答疑方式及时间：QQ答疑（全天候）、现场答疑（先预约）
答辩时间：待定。题目难度大的能够推迟答辩，具体时间再商定。
答辩时必须带上打印好的课程设计报告。
答疑及答辩地点：工一407
注意事项：每个组答辩完后硬件暂时保留在实验室，待全部同学答辩完后再发还给大家，因此要求在自己的硬件上贴上标签，标签上写明组内各成员的班级、学号和姓名，注意标签贴牢一些，不要轻易就掉了。

课程设计报告：详细记录课程设计过程中碰到的难点和问题、问题的解决过程及解决方法，心得体会。上交的打印稿不需附程序源码，但需有程序框图及软件的操作说明。报告要有操作界面的截图，特别是自已做的硬件，要有整体的照片。
班长收集全班同学的程序源码（整个工程）及课程设计报告电子文档压缩打包上交。

答辩注意事项：除了书本上已有的例子，绝不允许抄袭其它同学的程序，先做好的同学先答辩，答辩时如果发现某段程序与已答辩的同学雷同，则答辩不能经过。
允许参考，但不允许抄袭，参考是指先看懂别人的程序，然后自己编程，而不是照抄（复制）别人的某段程序，也不是在别人的程序上做修改，所有的代码一定要自己写。
答辩时，同一个题目做的人越多，答辩会越严，要现场按要求修改程序。因此鼓励大家自拟题，尽量和别人不一样。